TRIUS Room Kit 4

Intelligente Sprachübertragung für große Hörsäle • Mikrofonfreie Voice-Lift-Technologie mit AISpeech MC10, Xilica Solaro FR1D, Dante und Williams AV Auracast
Lösungsbeschreibung für Universitäten, Hochschulen und moderne Bildungseinrichtungen.

Intelligente Sprachübertragung für große Hörsäle
Maximale Sprachverständlichkeit – ohne Ansteckmikrofon, ohne Handsender und ohne Bewegungseinschränkungen. Die Herausforderung: Jeder Student soll jedes Wort verstehen. In großen Vorlesungssälen von Universitäten und Hochschulen ist eine ausgezeichnete Sprachverständlichkeit entscheidend für den Lernerfolg. Wenn Professorinnen und Professoren vor 100, 200 oder mehreren Hundert Studierenden sprechen, muss ihre Stimme auch in den hintersten Reihen klar, natürlich und ohne Anstrengung verständlich sein. Hierfür kommen bisher überwiegend klassische Beschallungslösungen mit drahtlosen Lavaliermikrofonen oder fest installierten Schwanenhalsmikrofonen am Rednerpult zum Einsatz. Diese bewährten Lösungen bringen im täglichen Hochschulbetrieb jedoch einige Herausforderungen mit sich.

Lavaliermikrofone und drahtlose Taschensender müssen vor Beginn der Vorlesung angelegt, eingeschaltet und gegebenenfalls mit dem vorhandenen Audiosystem verbunden werden. Nicht jeder Vortragende ist mit dieser Technik vertraut oder möchte während seiner Vorlesung ein Mikrofon am Körper tragen. Hinzu kommen typische Probleme wie entladene Akkus, falsch positionierte Mikrofone, versehentlich deaktivierte Sender oder vergessene Geräte. Fest installierte Schwanenhalsmikrofone am Rednerpult sind dagegen unkompliziert und jederzeit einsatzbereit. Allerdings funktionieren sie nur dann optimal, wenn sich der Vortragende in unmittelbarer Nähe des Mikrofons befindet und in dessen Richtung spricht.

Gerade moderne Vorlesungen leben jedoch von Bewegung und Interaktion. Professorinnen und Professoren wechseln zwischen Rednerpult, Präsentationsdisplay, Whiteboard oder Tafel. Sie gehen einige Schritte auf die Studierenden zu, erläutern Zusammenhänge anhand von Grafiken oder wenden sich während ihrer Ausführungen unterschiedlichen Bereichen des Hörsaals zu. Sobald sie dabei den optimalen Aufnahmebereich eines klassischen Mikrofons verlassen, wird ihre Stimme leiser oder ist über die Lautsprecher überhaupt nicht mehr zu hören. Für Studierende in den hinteren Reihen entstehen dadurch immer wieder Situationen, in denen wichtige Informationen nur unvollständig verstanden werden.

Die Lösung: Intelligente Mikrofontechnik, die dem Vortragenden folgt
Eine innovative Alternative bietet ein modernes, mikrofonfreies Voice-Lift-System auf Basis von zwei AISpeech MC10 Mikrofoneinheiten, einem Xilica Solaro FR1D Audio-DSP, netzwerkfähigen Dante-Deckenlautsprechern und einem Williams AV Infinium Auracast-System.

Das Besondere an dieser Lösung: Der Vortragende benötigt weder ein Ansteckmikrofon noch einen Taschensender oder ein Handmikrofon. Stattdessen erfassen zwei fest installierte AISpeech MC10 Mikrofoneinheiten seine Stimme innerhalb eines zuvor definierten Bewegungsbereichs. Die Mikrofone werden beispielsweise an der vorderen Begrenzung des Vortragsbereichs positioniert und so ausgerichtet und konfiguriert, dass sie einen Bereich von etwa 15 Metern Breite und 3 Metern Tiefe akustisch abdecken. Innerhalb dieser Zone kann sich der Professor frei bewegen. Er kann vor dem Rednerpult stehen, an der Tafel schreiben, zum Display wechseln oder sich den Studierenden zuwenden, ohne ein Mikrofon mitführen zu müssen. Das System ist darauf ausgelegt, seine Stimme innerhalb des definierten Bereichs zuverlässig aufzunehmen und für die Beschallung bereitzustellen.

Intelligente Zoneneinteilung: Die Stimme des Professors steht im Mittelpunkt
Ein entscheidender Bestandteil des Konzepts ist die gezielte Konfiguration der akustischen Aufnahmebereiche. Die beiden AISpeech MC10 werden so eingerichtet, dass der Vortragsbereich als aktive Aufnahmezone definiert wird. Der dahinterliegende beziehungsweise angrenzende Bereich mit den Sitzplätzen der Studierenden wird dagegen als Mute-Zone festgelegt. Damit entsteht eine klare Trennung zwischen dem Bereich, aus dem die Stimme des Vortragenden aufgenommen werden soll, und dem Bereich, dessen Schallsignale möglichst nicht in die Beschallung gelangen sollen. Diese Zoneneinteilung bietet mehrere Vorteile. Geräusche aus dem Auditorium, beispielsweise Gespräche zwischen Studierenden, das Rascheln von Unterlagen oder andere unerwünschte Schallquellen, sollen nicht zusätzlich verstärkt werden. Gleichzeitig konzentriert sich das Audiosystem auf die Stimme des Vortragenden.

Auch das Risiko, dass die von den Deckenlautsprechern wiedergegebene Sprache erneut von den Mikrofonen aufgenommen wird, kann durch eine sorgfältige Zonenkonfiguration und die nachfolgende Signalverarbeitung reduziert werden. Wichtig ist dabei: Die Mute-Zone ist eine akustische Unterdrückungszone und keine physikalische Schallbarriere. Ihre tatsächliche Wirksamkeit hängt von der Raumakustik, der Positionierung der Mikrofone, den Lautsprechern und der Konfiguration ab. Für die Studierenden bedeutet das im Idealfall eine deutlich ruhigere und verständlichere Sprachwiedergabe, bei der die Stimme des Professors im Mittelpunkt steht.

Voice Lift: Die natürliche Stimme wird gezielt unterstützt
Das technische Prinzip hinter dieser Lösung nennt sich Voice Lift. Im Gegensatz zu einer klassischen Beschallungsanlage, bei der die Stimme eines Sprechers häufig deutlich lauter über Lautsprecher wiedergegeben wird, verfolgt Voice Lift einen etwas anderen Ansatz. Ziel ist es, die natürliche Stimme des Vortragenden im Raum so zu unterstützen, dass sie auch über größere Entfernungen gut verständlich bleibt. Studierende in den vorderen Sitzreihen hören den Professor bereits unmittelbar und in ausreichender Lautstärke. Eine zusätzliche starke Verstärkung ist hier in der Regel nicht erforderlich. Mit zunehmender Entfernung nimmt der natürliche Direktschall jedoch ab. Gleichzeitig können Raumreflexionen, Nachhall und Hintergrundgeräusche die Sprachverständlichkeit beeinträchtigen. Genau an dieser Stelle setzt das intelligente Voice-Lift-Konzept an.

Anstatt sämtliche Lautsprecher mit demselben Pegel anzusteuern, werden die einzelnen Lautsprecherbereiche gezielt auf die jeweilige Entfernung zum Vortragenden abgestimmt.
Je weiter sich die Sitzplätze vom Vortragsbereich entfernen, desto stärker kann die ergänzende Sprachunterstützung durch die Deckenlautsprecher ausfallen. Dadurch soll ein möglichst gleichmäßiger und natürlicher Höreindruck im gesamten Hörsaal entstehen. Im Idealfall nehmen die Studierenden die Lautsprecherunterstützung kaum bewusst wahr. Sie verstehen den Professor einfach deutlich besser – unabhängig davon, ob sie in der ersten oder in der letzten Reihe sitzen.

Digitale Signalübertragung über Dante
Die von den beiden AISpeech MC10 aufgenommenen Sprachsignale werden digital über das Audionetzwerk Dante bereitgestellt. Dante ermöglicht die Übertragung hochwertiger digitaler Audiosignale über eine standardisierte IP-Netzwerkinfrastruktur. Damit lassen sich Mikrofone, Signalprozessoren und Lautsprecher flexibel miteinander verbinden, ohne dass für jeden einzelnen Audiokanal eine separate analoge Audioleitung verlegt werden muss. Im beschriebenen System gelangen die Audiosignale der beiden AISpeech MC10 über das Dante-Netzwerk zum zentralen Audio-DSP Xilica Solaro FR1D. Dieser übernimmt die zentrale Signalverarbeitung und Steuerung der Beschallung.

Xilica Solaro FR1D: Die intelligente Schaltzentrale des Hörsaals
Der Xilica Solaro FR1D bildet das Herzstück der digitalen Audioverarbeitung. Hier werden die von den beiden Mikrofoneinheiten gelieferten Sprachsignale zusammengeführt, verarbeitet und für die unterschiedlichen Lautsprecherzonen aufbereitet. Je nach konkreter Systemkonfiguration können dabei verschiedene Audiofunktionen eingesetzt werden:

• Pegelregelung: Anpassung der Sprachlautstärke an die akustischen Anforderungen des Hörsaals.
• Equalizing: Optimierung des Frequenzgangs für eine natürliche und gut verständliche Sprachwiedergabe.
• Dynamikbearbeitung: Ausgleich von Lautstärkeunterschieden zwischen leise und laut sprechenden Vortragenden.
• Matrix-Routing: Individuelle Zuordnung der Audiosignale zu den verschiedenen Lautsprecherzonen.
• Delay-Einstellungen: Zeitliche Abstimmung der Lautsprecherwiedergabe auf den natürlichen Direktschall des Vortragenden.
• Rückkopplungsmanagement: Optimierung der Systemstabilität durch geeignete Filter, Pegelstrukturen und akustische Abstimmung.

Besonders wichtig ist die individuelle Einstellung der Lautsprecherzonen. Während die vorderen Deckenlautsprecher nur wenig oder gegebenenfalls überhaupt keine zusätzliche Sprachverstärkung benötigen, können die weiter hinten installierten Lautsprecher mit entsprechend höheren Pegeln angesteuert werden. Dabei wird nicht einfach nur die Lautstärke erhöht. Vielmehr werden die einzelnen Zonen so abgestimmt, dass sich die natürliche Stimme des Professors und die ergänzende Lautsprecherwiedergabe möglichst harmonisch ergänzen. Die dafür erforderlichen Einstellungen werden bei der Inbetriebnahme anhand der tatsächlichen Raumakustik vorgenommen.

Dante-Deckenlautsprecher: Gleichmäßige Sprachverständlichkeit bis in die letzte Reihe
Vom Xilica Solaro FR1D werden die aufbereiteten Audiosignale über das Dante-Netzwerk und einen geeigneten Netzwerk-Switch an die im Hörsaal installierten Dante-Deckenlautsprecher verteilt. Die Lautsprecher werden über den gesamten Zuschauerbereich so angeordnet, dass eine möglichst gleichmäßige akustische Versorgung entsteht. Ein großer Vorteil dieses Konzepts ist die Möglichkeit, unterschiedliche Lautsprecherbereiche individuell anzusteuern. In einem Hörsaal mit beispielsweise 20 Sitzreihen können mehrere Lautsprecherzonen eingerichtet werden, die jeweils auf die entsprechende Entfernung zum Vortragsbereich abgestimmt sind. Die Lautsprecher in den vorderen Reihen arbeiten mit geringer Sprachunterstützung. In den mittleren Reihen wird der Pegel entsprechend angepasst, während die hinteren Reihen eine stärkere Unterstützung erhalten können. Zusätzlich werden die Laufzeiten der Audiosignale berücksichtigt. Das ist besonders wichtig, weil der natürliche Schall des Vortragenden und das über die Lautsprecher wiedergegebene Signal möglichst zeitlich aufeinander abgestimmt sein müssen. Eine fachgerecht eingerichtete Voice-Lift-Anlage kann dadurch einen natürlichen Höreindruck erzeugen, bei dem die Stimme weiterhin aus Richtung des Vortragenden wahrgenommen wird. Die Studierenden erleben eine klare, angenehme und weitgehend gleichmäßige Sprachwiedergabe im gesamten Hörsaal.

Barrierefreies Hören mit Williams AV Infinium Auracast
Eine moderne Hochschule sollte nicht nur auf eine gute allgemeine Sprachverständlichkeit achten, sondern auch auf die besonderen Bedürfnisse von Menschen mit eingeschränktem Hörvermögen. Deshalb wird das Voice-Lift-System um eine zusätzliche drahtlose Hörunterstützung auf Basis des Williams AV Infinium Auracast-Systems erweitert. Hierfür wird das aufbereitete Sprachsignal zusätzlich zum Williams AV BA-CT1 Auracast-Sender geführt. Der BA-CT1 stellt das Audiosignal als Auracast-Broadcast bereit. Auracast basiert auf Bluetooth LE Audio und ermöglicht es, ein Audiosignal an zahlreiche kompatible Empfangsgeräte zu übertragen. Für Studierende mit Hörbeeinträchtigungen entsteht dadurch eine zusätzliche Möglichkeit, die Stimme des Professors unabhängig von der akustischen Beschallung des Hörsaals zu empfangen. Das kann insbesondere in großen oder akustisch schwierigen Räumen eine wertvolle Unterstützung darstellen.

Individueller Empfang mit Smartphone oder Auracast-Empfänger

1. Für den Empfang des Auracast-Signals stehen unterschiedliche Möglichkeiten zur Verfügung. Empfang über ein Auracast-fähiges Smartphone - Studierende können ein geeignetes Smartphone verwenden, sofern dieses Auracast-Audioempfang unterstützt und ein kompatibler Audioausgang beziehungsweise geeignete Bluetooth-Hörgeräte oder Kopfhörer zur Verfügung stehen. Der Student wählt den verfügbaren Auracast-Broadcast aus und kann anschließend das übertragene Sprachsignal hören. Die tatsächlich verfügbaren Funktionen hängen vom Smartphone-Modell, Betriebssystem und den angeschlossenen Hörgeräten beziehungsweise Kopfhörern ab.
2. Empfang über den Williams AV BA-R1 Auracast-Empfänger - Alternativ kann die Hochschule den Studierenden einen dedizierten Williams AV BA-R1 Empfänger zur Verfügung stellen. Dieser empfängt das vom BA-CT1 bereitgestellte Auracast-Signal und ermöglicht eine individuelle Audioausgabe. Für die Wiedergabe stehen beispielsweise folgende Zubehörkomponenten zur Verfügung: Williams AV HED 024 Kopfhörer - Mit einem angeschlossenen HED 024 Kopfhörer kann der Student die Stimme des Professors direkt über Kopfhörer hören und die Lautstärke individuell einstellen. Williams AV NKL 001-S Halsringschleife - Für Studierende, die Hörgeräte oder Cochlea-Implantat-Prozessoren mit aktivierter Telefonspulenfunktion (T-Spule) verwenden, kann alternativ die NKL 001-S Halsringschleife eingesetzt werden.

Der Halsring erzeugt ein induktives Audiosignal, das von entsprechend ausgestatteten Hörsystemen empfangen werden kann. Damit gelangt die Sprache des Professors unmittelbar zum persönlichen Hörsystem des Studierenden. Gerade bei starkem Nachhall oder störenden Umgebungsgeräuschen kann dies die Verständlichkeit deutlich verbessern. Die Kombination aus raumbezogener Voice-Lift-Beschallung und persönlichem Auracast-Empfang bietet somit eine flexible Grundlage für eine inklusive und barriereärmere Lernumgebung.

Ein System, das den Hochschulalltag einfacher macht
Neben den akustischen Vorteilen bietet die vorgestellte Lösung auch erhebliche praktische Vorteile im täglichen Vorlesungsbetrieb. Professorinnen und Professoren müssen keine Mikrofone mehr anlegen, keine Taschensender einschalten und keine Akkustände kontrollieren. Sie betreten den Hörsaal, beginnen ihre Vorlesung und können sich innerhalb des definierten Aufnahmebereichs frei bewegen. Der gesamte technische Ablauf erfolgt im regulären Betrieb weitgehend automatisch. Das reduziert Bedienfehler und verringert den Aufwand für die Betreuung durch die Medientechnik. Auch wechselnde Vortragende, Gastdozenten oder Lehrbeauftragte profitieren davon, dass keine Einweisung in die Bedienung eines drahtlosen Mikrofons erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist die zentrale Netzwerkarchitektur. Durch die Verwendung von Dante können die Audiosignale flexibel verteilt und bei Bedarf auch für weitere Anwendungen bereitgestellt werden, beispielsweise für Vorlesungsaufzeichnungen, Streaming oder hybride Lehrveranstaltungen. Voraussetzung dafür sind die entsprechenden Schnittstellen, eine passende Systemkonfiguration und die Beachtung der geltenden Datenschutz- und Aufzeichnungsregelungen.

Die Vorteile auf einen Blick
Für Professorinnen und Professoren

• Freie Bewegung innerhalb des definierten Vortragsbereichs.
• Kein Lavaliermikrofon, kein Taschensender und kein Handmikrofon erforderlich.
• Keine Probleme durch vergessene oder entladene Senderakkus.
• Keine Unterbrechung der Sprachübertragung beim Verlassen des Rednerpults.
• Konzentration auf die Vorlesung statt auf die Audiotechnik.

Für Studierende

• Verbesserte Sprachverständlichkeit auch in den hinteren Sitzreihen.
• Möglichst gleichmäßige Sprachversorgung im gesamten Hörsaal.
• Weniger akustische Ablenkung durch unerwünschte Nebengeräusche.
• Natürlichere und angenehmere Sprachwiedergabe.
• Zusätzliche individuelle Hörunterstützung über Auracast.

Für Universitäten und Hochschulen

• Moderne, weitgehend berührungslose Mikrofontechnik.
• Reduzierter Aufwand für Mikrofonverwaltung und Batteriewechsel.
• Zentrale, flexible Audiosignalverarbeitung.
• Skalierbare digitale Audioverteilung über Dante.
• Integration barrierefreier Hörunterstützung.
• Erweiterungsmöglichkeiten für Streaming, Aufzeichnung und hybride Lehre.
• Einheitliches Bedienkonzept auch bei wechselnden Vortragenden.

Technische Umsetzung und professionelle Planung
Damit das beschriebene Konzept seine Vorteile vollständig entfalten kann, ist eine sorgfältige technische Planung erforderlich. Die beiden AISpeech MC10 müssen so positioniert und eingerichtet werden, dass der vorgesehene Vortragsbereich möglichst vollständig erfasst wird. Gleichzeitig soll der Zuschauerbereich zuverlässig von der aktiven Aufnahme ausgeschlossen werden. Die Abmessung von 15 × 3 Metern dient hierbei als beispielhafte Planungsgrundlage. Ob diese Fläche mit zwei Mikrofoneinheiten unter den tatsächlichen akustischen Bedingungen vollständig und gleichmäßig abgedeckt werden kann, muss anhand der Herstellervorgaben und idealerweise durch einen Praxistest geprüft werden. Ebenso entscheidend sind die Anzahl, Positionierung und Ausrichtung der Deckenlautsprecher.

Die Pegel- und Delay-Einstellungen werden auf Grundlage der tatsächlichen Raumgeometrie, der Nachhallzeit und der akustischen Eigenschaften des Hörsaals vorgenommen. Insbesondere bei Voice-Lift-Anwendungen ist darauf zu achten, dass ausreichend Verstärkungsreserve vor dem Einsetzen akustischer Rückkopplungen vorhanden ist. Auch das Dante-Netzwerk muss fachgerecht geplant werden. Dazu gehören geeignete Netzwerk-Switches, eine korrekte Netzwerkkonfiguration sowie die Sicherstellung einer zuverlässigen Synchronisation und Audioübertragung. Die Anbindung des Williams AV BA-CT1 ist entsprechend den verfügbaren Audioeingängen und Schnittstellen vorzusehen. Falls erforderlich, erfolgt die Übergabe des Audiosignals über eine geeignete Dante-zu-Audio-Schnittstelle. Eine abschließende Einmessung und Überprüfung der Sprachverständlichkeit stellt sicher, dass das Gesamtsystem auf die konkreten Anforderungen des Hörsaals abgestimmt ist.

Fazit: Moderne Hochschulbeschallung ohne klassische Mikrofone
Die Kombination aus zwei AISpeech MC10, einem Xilica Solaro FR1D, Dante-Deckenlautsprechern und dem Williams AV Infinium Auracast-System bietet einen zukunftsorientierten Ansatz für die Sprachübertragung in großen Vorlesungssälen. Im Mittelpunkt steht dabei nicht die Technik, sondern die Kommunikation zwischen Vortragenden und Studierenden. Professorinnen und Professoren können sich frei bewegen und ihre Vorlesungen auf natürliche Weise gestalten, ohne sich um Mikrofone, Taschensender oder Batterien kümmern zu müssen. Gleichzeitig unterstützt das Voice-Lift-System eine gleichmäßige Sprachverständlichkeit im gesamten Hörsaal – von der ersten bis zur letzten Sitzreihe. Die zusätzliche Auracast-Übertragung ermöglicht Studierenden mit Hörbeeinträchtigungen einen individuellen Zugang zum Audiosignal und ergänzt damit das Konzept einer modernen, inklusiven Hochschule. Das Ergebnis ist ein leistungsfähiges, flexibles und weitgehend automatisiertes Audiosystem, das den Vorlesungsalltag vereinfacht und die Voraussetzungen für eine bessere Verständigung zwischen Lehrenden und Studierenden schafft. Intelligente Sprachübertragung, die sich dem Menschen anpasst – nicht umgekehrt.